Zookeeper的核心是原子广播，这个机制保证了各个Server之间的同步。实现这个机制的协议叫做Zab协议。Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式（选主）和广播模式（同步）。当服务启动或者在领导者崩溃后，Zab就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数Server完成了和leader的状态同步以后，恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和Server具有相同的系统状态。leader选举是保证分布式数据一致性的关键。

出现选举主要是两种场景：初始化、leader不可用。

当zk集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始leader选举：
1： 服务器初始化启动。
2： 服务器运行期间无法和leader保持连接。

而当一台机器进入leader选举流程时，当前集群也可能处于以下两种状态：
1： 集群中本来就已经存在一个leader。
2： 集群中确实不存在leader。

首先第一种情况，通常是集群中某一台机器启动比较晚，在它启动之前，集群已经正常工作，即已经存在一台leader服务器。当该机器试图去选举leader时，会被告知当前服务器的leader信息，它仅仅需要和leader机器建立连接，并进行状态同步即可。

重点是leader不可用了，此时的选主制度。投票信息中包含两个最基本的信息。
sid ： 即server id，用来标识该机器在集群中的机器序号。
zxid ： 即zookeeper事务id号。

ZooKeeper状态的每一次改变, 都对应着一个递增的Transaction id,，该id称为zxid.，由于zxid的递增性质, 如果zxid1小于zxid2,，那么zxid1肯定先于zxid2发生。创建任意节点，或者更新任意节点的数据， 或者删除任意节点，都会导致Zookeeper状态发生改变，从而导致zxid的值增加。

以（sid，zxid）的形式来标识一次投票信息。

例如：如果当前服务器要推举sid为1，zxid为8的服务器成为leader，那么投票信息可以表示为（1，8）

集群中的每台机器发出自己的投票后，也会接受来自集群中其他机器的投票。每台机器都会根据一定的规则，来处理收到的其他机器的投票，以此来决定是否需要变更自己的投票。

规则如下 ：
1： 初始阶段，都会给自己投票。
2： 当接收到来自其他服务器的投票时，都需要将别人的投票和自己的投票进行pk，规则如下：
优先检查zxid。zxid比较大的服务器优先作为leader。如果zxid相同的话，就比较sid，sid比较大的服务器作为leader。

所有服务启动时候的选举流程：
三台服务器 server1、server2、server3：

1. server1 启动，一台机器不会选举。
2. server2 启动，server1 和 server2 的状态改为 looking，广播投票
3. server3 启动，状态改为 looking，加入广播投票。
4. 初识状态，互不认识，大家都认为自己是王者，投票也投自己为 Leader。
5. 投票信息说明，票信息本来为五元组，这里为了逻辑清晰，简化下表达。

初识 zxid = 0，sid 是每个节点的名字，这个 sid 在 zoo.cfg 中配置，不会重复。

1： 初始 zxid=0，server1 投票（1，0），server2 投票（2，0），server3 投票（3，0）

2： server1 收到 投票（2，0）时，会先验证投票的合法性，然后自己的票进行 pk，pk 的逻辑是先比较 zxid，server1（zxid=server2（zxid）=0，zxid 相等再比较 sid，server1（sid）<server2(sid)，pk 结果为 server2 的投票获胜。server1 更新自己的投票为 （2，0），server1重新投票。

3： TODO 这里最终是 2 还是 3，需要做实验确定。

4： server2 收到 server1 投票，会先验证投票的合法性，然后 pk，自己的票获胜，server 不用更新自己的票，pk 后，重新在发送一次投票。

5： 统计投票，pk 后会统计投票，如果半数以上的节点投出相同的票，确定选出了 Leader。

6： 选举结束，被选中节点的状态由 LOOKING 变成 LEADING，其他参加选举的节点由 LOOKING变成 FOLLOWING。如果有 Observer 节点，如果 Observer 不参与选举，所以选举前后它的状态一直是 OBSERVING，没有变化。

简单地说：
开始投票 ->节点状态变成 LOOKING -> 每个节点选自己-> 收到票进行 PK -> sid 大的获胜 -> 更新选票 -> 再次投票 -> 统计选票，选票过半数选举结果 -> 节点状态更新为自己的角色状态。